BÁO CÁO SEMINAR MÔN HỌC TÍNH TOÁN LƯỚI Tìm hiểu về GRID ECONOMICS

i


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT MÁY TÍNH
NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH





ĐỀ TÀI BÁO CÁO

GRID ECONOMICS





Nhóm thực hiện :
Trần Đức Nghĩa
Nguyễn Cát Định
Thái Minh Tâm



TP. HỒ CHÍ MINH, 6/2011
ii

MỤC LỤC

Đề mục Trang
MỤC LỤC ii
DANH SÁCH HÌNH - BẢNG iv
Chương 1 : GIỚI THIỆU 1
1.1. Định nghĩa Grid Economics 1
1.2. Bối cảnh Grid Economics 1
1.2.1. Viễn cảnh Grid Economics 1
1.2.2. Kiến trúc tổng quan Grid Economics 2
Chương 2 : MÔ HÌNH KINH TẾ 3
2.1. Mô hình hàng hóa thị trường 3
2.2. Mô hình báo giá 6
2.3. Mô hình thỏa thuận mua bán 7
2.4. Mô hình đấu thầu 8
2.5. Mô hình đấu giá 9
2.6. Mô hình chia sẻ tài nguyên theo tỉ lệ đặt giá 10
2.7. Mô hình hợp tác xã 11
2.8. Mô hình độc quyền 11
Chương 3 : NIMROD-G 13
3.1. Giới thiệu 13
3.2. Kiến trúc 13
3.3. Tham số phụ thuộc 14
3.4. Nimrod-G Broker 15
3.5. Thuật toán định thời 16
3.6. Ví dụ mô phỏng giải thuật 18
iii

Chương 4 : KẾT LUẬN 20
TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

iv

DANH SÁCH HÌNH - BẢNG
Hình 1.1. Kiến trúc tổng quan Grid Economics 2
Hình 2.1. Sự tương tác giữa nhà cung cấp và người dùng trong mô hình hàng hóa
thị trường 5
Hình 2.2. Mô hình báo giá và mua bán tài nguyên 6
Hình 2.3. Nhà môi giới mặc cả giá truy xuất thấp hơn để tối thiểu hóa giá trị tính
toán 7
Hình 2.4. Mô hình thầu/giao kèo cho việc buôn bán tài nguyên. 9
Hình 2.5. Mô hình đấu giá có người điều khiển đấu giá. 10
Hình 2.6. Chia sẻ tài nguyên theo tỉ lệ thị trường. 11
Hình 3.1. Kiến trúc Nimrod-G 14

Bảng 3.1. So sánh các thuật toán định thời dùng trong Nimrod-G 17
Bảng 3.2. Kết quả mô phỏng cho các giải thuật 19



Chương 1 : Giới thiệu
1
Chương 1 : GIỚI THIỆU
1.1. Định nghĩa Grid Economics
Grid economics bao gồm các thành phần sau:
 Ứng dụng các nguyên tắc kinh tế vào Grid computing.
 Cơ sở hạ tầng Grid hỗ trợ cho việc kinh doanh và các hoạt động thương mại
trên Grid.
 Các điều khoản ràng buộc hay đồng ý giữa các thành phần tham gia vào Grid
(tức là giữa nhà cung cấp và người sử dụng).
 Việc định giá cho tài nguyên, dịch vụ và việc lập kế hoạch cho khả năng đáp
ứng của tài nguyên.

 Các mô hình thương mại cho Grid.
1.2. Bối cảnh Grid Economics
Hiện nay có khá nhiều các dự án nghiên cứu về Grid economics, và thực tế
Grid economics hiện tại cũng mới chỉ dừng ở mức độ nghiên cứu là chính, việc ứng
dụng còn rất hạn chế. Các dự án GridEcon, BEinGRID, Gridbus của châu Âu; châu
Mỹ có TeraGrid hay GT4; châu Á có K*Grid (Hàn Quốc), NAREGI (Nhật Bản) hay
CNGrid (Trung Quốc) ; ở Australia cũng tham gia nghiên cứu Gridbus cùng với châu
Âu.
1.2.1. Viễn cảnh Grid Economics
Nghiên cứu của GridEcon đưa ra một bối cảnh chung cho Grid economics, đó
là Grid chứa một thành phần cốt lõi gọi là “thị trường mở” (“open). Thành phần này
cho phép các bên tham gia thị trường có thể mua dịch vụ và bán dịch vụ đã được tăng
cường tại cùng một thời điểm. Hai đối tượng tham gia chính của thành phần này là
Grid Service Provider (GSPs – đóng vai trò là nhà cung cấp dịch vụ) và Grid Resource
Broker (GRBs – đóng vai trò là hỗ trợ người sử dụng dịch vụ).

Chương 1 : Giới thiệu
2
1.2.2. Kiến trúc tổng quan Grid Economics

Hình 1.1. Kiến trúc tổng quan Grid Economics
• Người dùng (consumer).
• Nhà cung cấp (provider) economic-enhanced service. Economic-enhanced
service có vai trò cung cấp các công cụ cho việc kinh doanh, bước trung gian
sử dụng các tài nguyên.
• Nhà cung cấp (provider) cung cấp các tài nguyên cơ bản.
Chương 2 : Mô hình kinh tế
3
Chương 2 : MÔ HÌNH KINH TẾ
Trong phần này, ta sẽ bàn về việc sử dụng một số mô hình kinh tế cho việc

tương tác giữa các thành phần trên lưới để xác định giá trị cho tài nguyên dịch vụ.
Việc thương lượng, đàm phán trong các mô hình được thực hiện theo nhiều giao thức
khác nhau. Do đó chúng ta đề xuất một kiến trúc chung tổng quát cho mọi mô hình.
Trong mô hình tổng quát này, vai trò của người môi giới là được thuê để thiết lập giá
trị dịch vụ phụ thuộc vào các yêu cầu, đòi hỏi của các khách hàng của họ.
Các nhà cung cấp dịch vụ đưa các dịch vụ của họ thông qua chợ Grid (GMD).
Họ sử dụng các khuôn mẫu trao đổi dịch vụ Grid riêng để định nghĩa giá trị và các
mục tiêu như giá trị truy xuất của các khách hàng khác nhau trong những khoảng thời
gian khác nhau. Server mua bán Grid (GTS) có thể sử dụng các mô hình kinh tế khác
nhau cho việc cung cấp các dịch vụ.
Đối với mỗi mô hình kinh tế, đầu tiên ta xem xét lí thuyết của mô hình, các
tham số và các ảnh hưởng được bàn đến, sau đó một giải pháp thích hợp được đưa ra
cho môi trường Grid hiện tại và cách mà chúng được kết nối tới các công cụ và kiến
trúc Grid đang tồn tại hay những điều cần được mở rộng.
Trong lí thuyết kinh tế cổ điển có những mô hình khác nhau cho các tình huống
và các áp dụng tính toán trong môi trường cụ thể. Tiếp theo chúng ta sẽ trình bày các
mô hình kinh tế Grid đang được nghiên cứu hiện nay.
2.1. Mô hình hàng hóa thị trường
Trong mô hình hàng hóa thị trường, các nhà sở hữu tài nguyên định giá dịch vụ
của họ và họ thu phí người dùng dựa vào lượng tài nguyên mà người dùng sử dụng.
Chính sách về giá cả có thể được thiết lập từ rất nhiều tham số khác nhau, và chúng có
thể cố định hay biến đổi tùy thuộc vào lượng cung cầu. Về tổng quát các dịch vụ được
định giá phải duy trì được sự cân bằng giữa cung và cầu.
Trong mô hình giá cả cố định, giá cả được đưa ra trong một thời gian mà cần
không quan tâm đến chất lượng dịch vụ của nó. Về cơ bản, khi lượng cầu tăng hay
Chương 2 : Mô hình kinh tế
4
cung giảm thì giá cả sẽ tăng cho đến khi trạng thái cân bằng xảy ra. Giá cả trong mô
hình hàng hóa thị trường có thể dựa trên các tiêu chí:
 chi phí cố định

 thời gian sử dụng
 sự thay thế
 dựa trên cung cầu
Các nhà sở hữu tài nguyên đưa ra giá cả thông qua một dịch vụ thị trường Grid
(GMD). Điều này được thực hiện bằng cách định giá một cách rõ ràng mà từ đó server
buôn bán Grid (GTS) có thể sử dụng để công bố giá cả truy cập dịch vụ tại danh mục
thị trường. Một sự xác định giá cả đơn giản có thể gồm các tham số sau như trong ví
dụ sau:
 consumer_id // nó giống như Grid ID
 peak_time_price // giờ hành chánh 9am-6pm
 lunch_time_price // 12h30-2pm
 offpeak_time_price // 6pm-9am
 discount_when_lightly_loaded // nếu việc tải ít hơn 50% tại mọi lúc
 raise_price_hight_demand // tăng giá nếu tải trung bình hơn 50%
 price_holiday_time // trong quá trình nghỉ lễ hoặc cuối tuần
Giá trị tài nguyên có thể được tính như sau:
 Giá trị tài nguyên = Hàm (Độ mạnh của tài nguyên, Giá trị của các tài nguyên
vật lí, Tạp phí dịch vụ, Nhu cầu, Giá trị nhận được bởi người dùng, Mức độ ưa
thích…).
Chương 2 : Mô hình kinh tế
5


Hình 2.1. Sự tương tác giữa nhà cung cấp và người dùng trong mô hình hàng hóa
thị trường
Người dùng có thể bị tính phí cho các truy cập vào các tài nguyên khác nhau
bao gồm chu trình CPU, không gian lưu trữ, phần mềm và mạng. Người dùng soạn
thảo các ứng dụng của họ bằng ngôn ngữ lập trình Grid cao cấp được cung cấp sẵn.
Các nhà môi giới tài nguyên (thay mặt cho các người dùng) có thể thực hiện các bước
sau để thực thi các ứng dụng:

 Người môi giới xác định các nhà cung cấp dịch vụ.
 Xác định các tài nguyên thích hợp và thiết lập giá cả (bằng cách tương tác
với mục thị trường Grid và server buôn bán)
 Nó lựa chọn những tài nguyên mà nó thỏa mãn những mục tiêu đề ra (giá
thấp và thỏa mãn các yêu cầu về thời hạn sử dụng).
 Sử dụng các dịch vụ tài nguyên cho quá trình làm việc và vấn đề chi trả
nếu đồng ý.
Chương 2 : Mô hình kinh tế
6
2.2. Mô hình báo giá
Mô hình báo giá tương tự như mô hình hàng hóa thị trường, ngoại trừ nó quảng
bá những đề nghị đặc biệt để thu hút những khách hàng (mới) nhằm thiết lập sự chia
sẻ thị trường và giúp người dùng sử dụng những dịch vụ rẻ hơn. Trong mô hình này,
các nhà môi giới không cần đàm phán với các nhà cung cấp dịch vụ về giá cả. Những
lời đề nghị được báo giá sẽ đi kèm với một số điều kiện sử dụng, dù vậy chúng vẫn
thu hút được nhiều người dùng. Các hoạt động có liên quan đến mô hình báo giá ngoài
những hoạt động đã được trình bày trong vào mô hình giá cả thị trường bao gồm:
 Các nhà cung cấp dịch vụ (GSPs) đưa ra các đề nghị đặc biệt và các điều
kiện liên quan trong mục thi trường Grid (GMD).
 Các nhà môi giới nhìn vào GMD để xác nhận xem dịch vụ nào khả dụng và
làm phù hợp với yêu cầu của nó.
 Các nhà môi giới thẩm tra việc khả dụng của dịch vụ được đưa ra.
 Sau đó họ thực hiện các bước tiếp theo như trong mô hình giá cả thị trường
ở trên.

Hình 2.2. Mô hình báo giá và mua bán tài nguyên
Chương 2 : Mô hình kinh tế
7
2.3. Mô hình thỏa thuận mua bán
Trong mô hình thỏa thuận mua bán, các nhà môi giới thỏa thuận với các nhà

cung cấp tài nguyên để được giá truy xuất thấp hơn và thời gian sử dụng lâu hơn. Cả
nhà môi giới và nhà cung cấp đều có hàm mục tiêu riêng và họ tính toán chi phí với
nhau cho đến khi các mục tiêu của họ được thỏa mãn. Nhà môi giới có lẽ sẽ bắt đầu
với một giá thấp, còn nhà cung cấp thì bắt đầu với giá cao hơn. Họ tính toán với nhau
cho đến khi đạt được một sự đồng thuận về giá cả hay một trong hai phía không thể
thỏa mãn thêm được nữa.
Việc tính toán này phụ thuộc vào yêu cầu của người dùng, và nhà môi giới tính
toán sao cho giá cả thấp nhất có thể và có thể bỏ qua các dịch vụ đắt đỏ. Nó có thể dẫn
đến việc sử dụng thấp hơn năng suất của tài nguyên, do đó các nhà cung cấp phải sẵn
sàng hạ giá thay vì để lãng phí tài nguyên. Một cách tổng quát, nhà môi giới và nhà
cung cấp thực thi mô hình này khi thị trường cung cầu và giá cả dịch vụ không được
thiết lập một cách rõ ràng.

Hình 2.3. Nhà môi giới mặc cả giá truy xuất thấp hơn để tối thiểu hóa giá trị tính
toán

Chương 2 : Mô hình kinh tế
8
2.4. Mô hình đấu thầu
Mô hình đấu thầu là một trong những mô hình được sử dụng rộng rãi nhất cho
việc tính chi phí dịch vụ trong một môi trường giải quyết vấn đề phân bố. Nó được mô
hình hóa dựa trên kĩ thuật giao kèo được sử dụng bởi các thương nhân để điều chỉnh
sự trao đổi giữa hàng hóa và dịch vụ. Nó giúp tìm ra nhà cung cấp dịch vụ thích hợp
làm việc trong công việc được đưa ra.
Dưới góc nhìn của người dùng, quá trình bao gồm:
 Người dùng công bố yêu cầu của họ và mời chào sự quan tâm của các nhà
cung cấp.
 Các nhà cung cấp quan tâm định giá thông cáo trên và trả lời bằng cách đệ
trình gói thầu của họ.
 Nhà môi giới định giá và liên lạc với nhà cung cấp thích hợp nhất.

 Nhà môi giới và nhà cung cấp trao đổi bí mật với nhau và sử dụng tài
nguyên.
Dưới góc nhìn của một nhà cung cấp, quá trình bao gồm:
 Nhận được thông cáo/quảng cáo mời thầu.
 Định giá khả năng của dịch vụ.
 Trả lời với gói thầu.
 Phân phối dịch vụ nếu gói thầu được chấp nhận.
 Thông báo kết quả và giá trị mà người dùng phải trả.
Thuận lợi của mô hình trên là nếu một nhà cung cấp được lựa chọn không thể
phân phối một dịch vụ thỏa mãn thì nhà môi giới có thể tìm kiếm các dịch vụ của các
nhà cung cấp khác. Giao thức này có những bất lợi rõ ràng. Một công việc có thể được
thực hiện bởi một nhà cung cấp có năng lực kém hơn nếu nhà cung cấp có năng lực
cao hơn bận vào lúc đó.

Chương 2 : Mô hình kinh tế
9

Hình 2.4. Mô hình thầu/giao kèo cho việc buôn bán tài nguyên.

2.5. Mô hình đấu giá
Mô hình đấu giá hỗ trợ từ một đến nhiều sự thương lượng, giữa một nhà cung
và nhiều người dùng và thu gọn sự thương lượng đến một giá trị đơn giản (ví dụ như
giá cả). Người điều khiển đấu giá sẽ thiết lập các luật lệ của cuộc đấu giá và được
chấp nhận bởi người dùng và nhà cung cấp. Cuộc đấu giá một cách cơ bản sử dụng
các tác động của thị trường để thương lượng một giá cả rõ ràng cho dịch vụ.
Trong môi trường Grid, các nhà cung cấp có thể sử dụng giao thức đấu giá để
quyết định giá cả của dịch vụ. Các bước trong quá trình đấu giá bao gồm:
 Nhà cung cấp công bố các dịch vụ và mời gọi các lời đặt hàng.
 Các nhà môi giới đặt giá (và họ có thể thấy các lời đặt giá của các người
dùng khác nếu họ muốn, nó phụ thuộc vào cuộc đấu giá đóng hay mở).

 Bước thứ hai được lặp lại cho đến khi không ai trả giá cao hơn hay người
đấu giá dừng lại nếu mức giá thấp nhất không được thỏa mãn.
 Nhà cung cấp cung cấp dịch vụ cho người chiến thắng.
 Người dùng sử dụng dịch vụ.
Chương 2 : Mô hình kinh tế
10
Cuộc đấu giá có thể được điều khiển mở hay đóng tùy thuộc vào chính sách
của nhà cung cấp.


Hình 2.5. Mô hình đấu giá có người điều khiển đấu giá.

2.6. Mô hình chia sẻ tài nguyên theo tỉ lệ đặt giá
Mô hình chia sẻ tài nguyên theo tỉ lệ thị trường khá phổ biến trong môi trường
giải quyết các vấn đề cộng tác. Trong môi trường này, phần trăm của tài nguyên chia
sẻ được cấp cho các ứng dụng của người dùng tỉ lệ với giá trị đặt giá so với các sự đặt
giá của những người khác. Người dùng được cấp các gói mà họ có thể dùng để truy
xuất đến các tài nguyên. Giá trị của các gói phụ thuộc vào nhu cầu của tài nguyên và
giá trị mà những người dùng khác đặt vào tài nguyên lúc sử dụng.

Chương 2 : Mô hình kinh tế
11

Hình 2.6. Chia sẻ tài nguyên theo tỉ lệ thị trường.
Đây có thể là một cách tốt trong việc quản lí một tài nguyên được chia sẻ lớn
trong một tổ chức hay một người sở hữu tài nguyên. Kĩ thuật phân chia tài nguyên phụ
thuộc vào sự đầu tư của từng cá nhân.

2.7. Mô hình hợp tác xã
Một mô hình trong đó các cá nhân chia sẻ tài nguyên cho nhau để tạo ra một

môi trường hợp tác xã điện tử. Các cá nhân đóng góp tài nguyên của mình vào một bể
chứa tài nguyên chung và có thể truy xuất vào bể chứa này. Sử dụng một mô hình tinh
vi để tính toán số lượng người chia sẻ tài nguyên có thể có. Hệ thống Mojonation.net
sử dụng mô hình này để chia sẻ lưu trữ. Mô hình này hoạt động khi những người tham
gia vào lưới phải vừa là người cung cấp dịch vụ và vừa là người tiêu dùng.

2.8. Mô hình độc quyền
Trong các mô hình trước chúng ta giả thuyết một thị trường cạnh tranh trong đó
một các GSP, các nhà môi giới và khách hang quyết định giá cả thị trường. Mặc dù
vậy, vẫn có trường hợp chỉ một GSP chiếm lĩnh toàn bộ thị trường là là một nhà cung
Chương 2 : Mô hình kinh tế
12
cấp duy nhất cho loại hình dịch vụ nào đó. Trong lý thuyết kinh tế đây được gọi là mô
hình độc quyền. Người dùng không có khả năng làm ảnh hưởng đến giá cả của dịch
vụ và phải sử dụng dịch vụ với giá do nhà cung cấp quy định, khi đó, các nhà môi giới
không có khả năng để thỏa thuận giá cả.
Thông thường thì thị trường cũng là một dạng độc quyền, chỉ khác ở chỗ là một
vài nhà cung cấp dịch vụ liên kết với nhau để thống lĩnh thị trường và đặt ra giá cả.



Chương 3 : Nimrod-G
13
Chương 3 : NIMROD-G
3.1. Giới thiệu
Trong phần này ta sẽ giới thiệu sơ lược về Nimrod-G, một chương trình môi
giới tài nguyên trên Grid.
Nimrod-G được phát triển bởi các nhà khoa học Rajkumar Buyya, David
Abramson, and Jonathan Giddy thuộc các trường đại học Monash University và
University of Queensland ở Úc.

Nimrod-G là một kiến trúc hỗ trợ việc quản lý tài nguyên, tìm kiếm tài nguyên
và định thời trên môi trường tính toán lưới. Nó là một công cụ mô hình hóa tự động và
thực hiện các ứng dụng quét trên toàn bộ hệ thống tính toán lưới.
Có thể xem Nimrod-G như một ngôn ngữ mô hình đơn giản dùng để thể hiện
kinh nghiệm trong việc quản lý tài nguyên. Những kinh nghiệm này dựa trên các lý
thuyết, mô hình kinh tế và được mô tả bởi các thuật toán.
Đặc biệt, Nimrod-G căn cứ vào 2 yếu tố ràng buộc : thời gian hoàn thành và
ngân sách chi trả cho công việc để đạt tối ưu giữa khả năng cung của nhà cung cấp và
nhu cầu đòi hỏi của khách hàng trong hệ thống lưới sử dụng các dịch vụ trao đổi tài
nguyên.
 Thời gian hoàn thành (deadline) : là thời gian tối đa công việc được hoàn thành
mà khách hàng chấp nhận được.
 Ngân sách (budget) : là chi phí tối đa khách hàng có thể bỏ ra để hoàn thành
công việc.
3.2. Kiến trúc
Kiến trúc của Nimrod-G bao gồm các thành phần chính như sau:
 Client or User Station: đóng vai trò như một giao diện người dùng để điều
khiển và giám sát một cuộc thí nghiệm nào đó đang được xem xét.
 Parametric Engine: hoạt động như một agent để quản lý công việc và là một
thành phần trung tâm mà từ đó toàn bộ cuộc thí nghiệm được quản lí và duy trì.
Chương 3 : Nimrod-G
14
 Bộ định thời (Scheduler): chịu trách nhiệm cho việc tìm kiếm tài nguyên, chọn
lựa tài nguyên và giao công việc.
 Bộ diều vận (Dispatcher): chịu trách nhiệm chính trong việc khởi tạo việc thực
thi một công việc nào đó trên tài nguyên đã được chọn lựa theo như hướng dẫn
của bộ định thời (Scheduler)
 Job-Wrapper: chịu trách nhiệm sắp xếp ứng dụng và dữ liệu như là khởi động
việc trên một tài nguyên, gửi trả kết quả về cho Parametric Engine thông qua
Bộ điều vận (Dispatcher).

Hình 3.1. Kiến trúc Nimrod-G
3.3. Tham số phụ thuộc
Hệ thống định thời của Nimrod-G phụ thuộc rất nhiều vào các nhân tố :
 Cấu hình và kiến trúc nguồn tài nguyên
 Khả năng của nguồn tài nguyên (tốc độ, dung lượng, …)
 Trạng thái hiện tại của nguồn tài nguyên (tốc độ tải, bộ nhớ, dung lượng trống,
…)
Chương 3 : Nimrod-G
15
 Nhu cầu về nguồn tài nguyên của một ứng dụng
 Tốc độ truy xuất
 Băng thông mạng (tốc độ, độ trễ, …)
 Khả năng kết nối với nguồn tài nguyên
 Khả năng chi trả của người dùng
 Chi phí nguồn tài nguyên (người cung cấp quy định)
 Sự chênh lệch chi phí theo thời gian (chi phí ban ngày có thể khác ban đêm)
 Thời gian hoàn thành
 …
Trong đó, các tham số tính toán kinh tế quan trọng ảnh hưởng nhiều đến việc
định thời (schedueling) nguồn tài nguyên gồm :
 Chi phí (Cost) : giá người cung cấp dịch vụ đưa ra
 Giá (Price) : giá người dùng chấp nhận chi trả
 Thời gian hoàn thành (Deadline)

3.4. Nimrod-G Broker
Khi người dùng muốn thực hiện một ứng dụng nào đó gồm N nhiệm vụ (công
việc) thì người broker sẽ thực hiện các hoạt động :
1. Khám phá nguồn tài nguyên : xác định nguồn tài nguyên và thuộc tính của nó,
lựa chọn các tài nguyên phù hợp để thực thi các công việc.

2. Trao đổi tài nguyên : thương thảo và đưa ra chi phí truy xuất dịch vụ sử dụng
một mô hình kinh tế phù hợp.
3. Định thời : lựa chọn tài nguyên phù hợp với nhu cầu của khách hàng, dùng các
giải thuật kinh nghiệm để kết hợp chúng với các công việc.
4. Triển khai công việc trên nguồn tài nguyên (Dispatcher).
Chương 3 : Nimrod-G
16
5. Tính toán điều khiển và quan sát
6. Định hình quá trình nạp cho sử dụng sau này
7. Khi công việc thực hiện xong thì thu thập kết quả, đưa về cho người dùng
(dispatcher)
8. Ghi lại quá trình sử dụng tài nguyên để tính chi phí
9. Lặp lại các bước 3-8 cho đến khi các công việc đều được phân phối thỏa mãn
ràng buộc về thời gian và ngân sách.
10. Dọn dẹp (nếu cần thiết)

Hình . Các bước định thời của Nimrod-G broker
3.5. Thuật toán định thời
Các thuật toán định thời được sử dụng trong Nimrod-G bao gồm:
 Tối ưu hóa chi phí (Cost Optimisation) : thỏa điều kiện về thời gian hoàn thành
với chi phí thấp nhất
 Tối ưu hóa thời gian hoàn thành (Time Optimisation) : thỏa điều kiện về ngân
sách với thời gian hoàn thành ngắn nhất
 Tối ưu hóa chi phí và thời gian (Conservative Time Optimisation) : thỏa điều
kiện cả về ngân sách lẫn thời gian hoàn thành
Chương 3 : Nimrod-G
17

Bảng 3.1. So sánh các thuật toán định thời dùng trong Nimrod-G

Giải thuật 1: (Cost Optimisation) Dùng heuristic để giảm thiểu chi phí với ràng buộc
về thời hạn hoàn thành
1. Sắp xếp các tài nguyên theo chi phí tăng dần.
2. Duyệt qua từng tài nguyên theo thứ tự đã được sắp, gán vào tài nguyên đó càng
nhiều job càng tốt, miễn không vượt quá thời hạn hoàn thành.
3. Lặp lại tất cả các bước cho đến khi tất cả các công việc được xử lý

Giải thuật 2: (Time Optimisation) Dùng heuristic để giảm thiểu thời gian thực hiện
trên lưới với ràng buộc về ngân sách
1. Đối với mỗi tài nguyên, tính toán thời gian hoàn thành kế tiếp cho một công
việc được giao, có tính đến công việc trước đây được giao
2. Sắp xếp tài nguyên theo thời gian hoàn thành kế tiếp đó.
3. Chỉ định một công việc cho tài nguyên đầu tiên mà chi phí cho công việc đó là
ít hơn (hoặc bằng) ngân sách còn lại cho một công việc.
4. Lặp lại tất cả các bước cho đến khi tất cả các công việc được xử lý

Giải thuật 3: (Conservative Time Optimisation) Với ràng buộc về thời gian và chi
phí, cực tiểu hóa thời gian khi ngân sách cao hơn được cho phép. Giải thuật này sẽ
dùng ngân sách một cách thận trọng và đảm bảo rằng : ngân sách tối thiểu cho một
công việc (từ ngân sách chung) luôn thỏa mãn những công việc chưa được xử lý.
Chương 3 : Nimrod-G
18
1. Tách các tài nguyên sao cho chi phí cho mỗi công việc là ít hơn (hoặc bằng)
ngân sách dành cho nó.
2. Đối với các tài nguyên rẻ hơn, phân công công việc theo tỷ lệ ngược với thời
gian hoàn thành công việc (ví dụ : tài nguyên có thời gian hoàn thành = 5 thì
nhận số công việc gấp hai lần tài nguyên có thời gian hoàn thành = 10)
3. Đối với các tài nguyên đắt hơn, lặp lại tất cả các bước (tính toán lại ngân sách
cho mỗi công việc) cho đến khi tất cả các công việc được giao.
3.6. Ví dụ mô phỏng giải thuật

Giả sử ta có các thực nghiệm gồm 100 công việc, thời gian chạy cho mỗi công
việc là 90 giây, nên thời gian tính toán tổng cộng là 9000 giây. Với mỗi công việc, ta
tạo ra 10 truy vấn kiểm tra (10 tài nguyên) với chi phí truy xuất khác nhau lần lượt là
10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, và 28$ trên 1 giây CPU chạy. Thời gian hoàn thành
tối ưu có thể đạt được khi ta chạy 10 công việc cùng lúc; như vậy để hoàn thành 100
công việc, ta chỉ tốn 90*10 = 900 giây và 900*(10+12+…+28) = 171000$.
Ta chọn 3 móc thời gian hoàn thành : 990 (tối ưu 900 + 10%) – 1980 (990*2) –
2970 (990*3). Giá trị 10% là để bù cho độ trễ khi thực hiện công việc. Chọn 3 mức
ngân sách :
 252000$ = 9000*28 : thực hiện tất cả công việc ở tài nguyên mắc nhất.
 171000$ : thực hiện như phía trên đã trình bày
 126000$ = 90*20*(10+…+18) : chia đều công việc cho 5 tài nguyên rẻ nhất
Dữ liệu mô phỏng được thể hiện ở bảng sau. Ký hiệu “Infeasible” : không có
kết quả nào thực hiện được 100% công việc. “Hard” : chỉ có một kết quả có thể đạt
100% công việc.
Chương 3 : Nimrod-G
19


Bảng 3.2. Kết quả mô phỏng cho các giải thuật


Chương 4 : Kết luận
20
Chương 4 : KẾT LUẬN
Các mô hình tính toán kinh tế trong môi trường Grid giúp cho việc quản lý và sử dụng
tài nguyên theo cách mà cả người mua và người bán đều có lợi.
Có tiềm năng đối với các doanh nghiệp đặc biệt là các doanh nghiệp vừa và nhỏ,
nhằm giảm chi phí và từ đó tăng khả năng cạnh tranh.
Tuy nhiên, việc có những giải pháp tổng thể cho những tổ chức tham gia vốn khác

nhau về mặt địa lý và văn hóa cũng như các chính sách khác nhau sẽ là những thách
thức cần được chú trọng giải quyết.

Tài liệu tham khảo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Jörn Altmann, Costas Courcoubetis, John Darlington, Jeremy Cohen, GridEcon
– The Economic-Enhanced Next-Generation Internet, GECON 2007, Workshop
on Grid Economics and Business Models, Springer LNCS, Rennes, France,
August 2007.
[2]. Rajkumar Buyya, David Abramson, Jonathan Giddy, and Heinz Stockinger,
Economic Models for Resource Management and Scheduling in Grid
Computing, Journal of Concurrency: Practice and Experience, Grid computing
special issue 14/13-15, 2002, pp 1507 – 1542.
[3]. Rajkumar Buyya, David Abramson, and Jonathan Giddy, Nimrod/G: An
Architecture for a Resource Management and Scheduling System in a Global
Computational Grid, Proceedings of the 4th International Conference and
Exhibition on High Performance Computing in Asia-Pacific Region (HPC
ASIA 2000), May 14-17, 2000, Beijing, China, IEEE CS Press, USA, 2000.
[4]. Chris Kenyon, Grid Economics - Grid Value and Practical Realization, Slide of
Zurich Research Lab.
[5]. Rajkumar Buyya, David Abramson, Chapter 4 - The Nimrod-G Grid Resource
Broker and Economic Scheduling Algorithms,
www.buyya.com/thesis/gridbroker.pdf